(57)【要約】【課題】冷却水系、ボイラ水系などで生成するシリカ系スケールの付着防止に対して優れた効果を発揮し、しかも水系汚染やスライム障害の問題もないシリカ系スケール防止剤を提供する。【解決手段】エステル基を２個以上有する鎖状水溶性ポリエステル化合物を含むシリカ系スケール防止剤。このシリカ系スケール防止剤を水系に添加するシリカ系スケール防止方法。【選択図】図１
2005230617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エステル基を２個以上有する鎖状水溶性ポリエステル化合物を含むことを特徴とするシリカ系スケール防止剤。
【請求項２】
請求項１において、該鎖状水溶性ポリエステル化合物が、下記一般式（Ｉ）で表される構造部分を有するか、或いは、下記一般式（II）又は（III）で表されることを特徴とするシリカ系スケール防止剤。
【化１】
2005230617.tif 000005
（一般式（Ｉ）において、Ａは１種類以上の置換基を有していても良い炭素数１０以下のアルキレン基、又は１種類以上の置換基を有していても良いフェニレン基を表し、Ｂは構造式（IV）、又は（Ｖ）で表され、ｎは３〜１０００の整数である。
一般式（II）、（III）において、Ｄは１種類以上の置換基を有していても良い炭素数１０以下のアルキレン基、又は１種類以上の置換基を有していても良いフェニレン基を表し、Ｅは１種類以上の置換基を有していても良いアルキル基又は１種類以上の置換基を有していても良いフェニル基を表す。）
【請求項３】
請求項１又は２に記載のシリカ系スケール防止剤を水系に添加することを特徴とするシリカ系スケール防止方法。
【請求項４】
請求項３において、該水系の前記鎖状水溶性ポリエステル化合物濃度が１０〜１００ｍｇ／Ｌとなるように前記シリカ系スケール防止剤を水系に添加することを特徴とするシリカ系スケール防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却水系やボイラ水系などのシリカ系スケールの防止に有効なシリカ系スケール防止剤及びシリカ系スケール防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却水系、ボイラ水系などの水と接触する伝熱面、配管内ではスケール障害が発生する。特に、開放循環式冷却水系において、省資源、省エネルギーの立場から、冷却水の系外への排出（ブロー）を少なくして高濃縮運転が行われる場合、冷却水中に溶存する塩類が濃縮されるとともに、難溶性の塩が析出してスケール化する。生成したスケールは、熱効率の低下、配管の閉塞など、ボイラや熱交換器などの運転に重大な障害を引き起こす。
【０００３】
水系に生成するスケール種としては、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム等のカルシウム系スケールや、シリカ（ケイ酸）系スケール等があるが、このうち、シリカ系スケールに対しては、アクリル酸系やマレイン酸系の水溶性ポリマーや、ホスホン酸を有効成分とするスケール防止剤が用いられている。
【０００４】
また、特開２００２−５９１９３号公報には、γ−ブチロラクトンのような環状エステル化合物を用いることが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−５９１９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来提案されているシリカ系スケール防止剤では、十分に満足し得るスケール防止効果が得られてはおらず、また、特開２００２−５９１９３号公報に記載されるγ−ブチロラクトンのような環状エステル化合物はスケール防止効果においては優れるものの、スケール防止剤自体によるＣＯＤの増加等の水系の汚染やスライム障害の問題が懸念されることから、水系汚染やスライム障害を引き起こすことなく、シリカ系スケールをより一層効果的に防止し得るシリカ系スケール防止剤の開発が望まれている。
【０００６】
従って、本発明は、冷却水系、ボイラ水系などで生成するシリカ系スケールの付着防止に対して優れた効果を発揮し、しかも水系汚染やスライム障害の問題もないシリカ系スケール防止剤及びシリカ系スケール防止方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、鎖状水溶性ポリエステル化合物が、シリカ系スケールの防止効果に優れ、水系の汚染性も低いことを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明のシリカ系スケール防止剤は、エステル基を２個以上有する鎖状水溶性ポリエステル化合物を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のシリカ系スケール防止方法は、このような本発明のシリカ系スケール防止剤を、水系に添加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のシリカ系スケール防止剤及びシリカ系スケール防止方法によれば、水系の汚染を引き起こすことなく、冷却水系、ボイラ水系等の各種水系のシリカ系スケールを有効に防止して、熱効率の低下、配管閉塞等のスケール障害を未然に防止し、水系の安定な運転を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明のシリカ系スケール防止剤及びシリカ系スケール防止方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
まず、本発明で用いる鎖状水溶性ポリエステル化合物について説明する。
【００１３】
この鎖状水溶性ポリエステル化合物はエステル基を２個以上有する鎖状の水溶性ポリエステル化合物である。なお、本発明において、「ポリエステル化合物」とは必ずしも高分子化合物を指すものではなく、ジエステル、トリエステル等の低分子化合物をも包含するものである。
【００１４】
この鎖状水溶性ポリエステル化合物としては、特に下記一般式（Ｉ）で表される構造部分を有するか、或いは、下記一般式（II）又は（III）で表されるものが好ましい。
【００１５】
【化２】
2005230617.tif 000003
（一般式（Ｉ）において、Ａは１種類以上の置換基を有していても良い炭素数１０以下のアルキレン基、又は１種類以上の置換基を有していても良いフェニレン基を表し、Ｂは構造式（IV）、又は（Ｖ）で表され、ｎは３〜１０００の整数である。
一般式（II）、（III）において、Ｄは１種類以上の置換基を有していても良い炭素数１０以下のアルキレン基、又は１種類以上の置換基を有していても良いフェニレン基を表し、Ｅは１種類以上の置換基を有していても良いアルキル基又は１種類以上の置換基を有していても良いフェニル基を表す。）
【００１６】
上記一般式（Ｉ）及び（II）、（III）において、Ａ及びＤのアルキレン基又はフェニレン基が有し得る置換基としては、スルホン酸基、カルボキシル基、アルキレンオキサイド、水酸基、アミノ基等の親水基が挙げられる。
【００１７】
Ａ及びＤのアルキレン基としては、側鎖を有する分岐アルキレン基であっても直鎖アルキレン基であっても良い。Ａ及びＤのアルキレン基として好ましくは炭素数１〜４のアルキレン基が挙げられる。
【００１８】
一般式（II）、（III）において、Ｅのアルキル基又はフェニル基が有し得る置換基としては、スルホン基、カルボキシル基、アルキレンオキサイド、水酸基、アミノ基などの親水基が挙げられる。
【００１９】
Ｅのアルキル基として好ましくは炭素数１〜４のアルキル基が挙げられる。
【００２０】
また、一般式（Ｉ）において、ｎは３〜１０００の整数であるが、好ましくは３〜２００であり、本発明に係る鎖状水溶性ポリエステル化合物は、分子量が１００〜１０００程度のものであることが好ましい。この鎖状水溶性ポリエステル化合物の分子量が１００未満では揮発性が高く、１０００を超えると溶解性が悪くなる。
【００２１】
なお、本発明のシリカ系スケール防止剤による処理はｐＨ２．５〜１１の条件で行うことが好ましく、従って、このようなｐＨに調整するために、必要に応じて、酸又はアルカリのｐＨ調整剤を添加しても良い。
【００２２】
本発明のシリカ系スケール防止剤は、冷却水系、ボイラ水系などの水質条件及び運転条にかかわりなく使用することができる。本発明のシリカ系スケール防止剤は、冷却水系、ボイラ水系などにおいて、循環水又は補給水などに添加して使用することができる。本発明のシリカ系スケール防止剤を添加する場所及び添加方法には特に制限はなく、使用する水系において、任意の濃度に調製した水溶液として、任意の箇所において添加することができる。
【００２３】
本発明のシリカ系スケール防止剤の添加量は、添加する水系の水質、設備の運転条件などに応じて適宜選択することができるが、通常は水中の前記鎖状水溶性ポリエステル化合物濃度が１０〜１００ｍｇ／Ｌとなるよう添加することが好ましく、１０〜５０ｍｇ／Ｌとなるよう添加することがより好ましい。
【００２４】
このような本発明のシリカ系スケール防止剤は、必要に応じて他のスケール防止剤、防食剤、殺菌剤、スライム防止剤などと併用することができる。本発明のシリカ系スケール防止剤を他の薬剤と併用する場合、こられの薬剤を予め混合して一液型としても良く、それぞれを別個に添加しても良い。
【実施例】
【００２５】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００２６】
実施例１〜４、比較例１〜７
ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏを４００ｍｇ／Ｌ（マグネシウム硬度：２００ｍｇ−ＣａＣＯ３／Ｌ）、ｍＮａ２Ｏ・ｎＳｉＯ２を２１０ｍｇ／Ｌ（ＳｉＯ２濃度：２１０ｍｇ−ＳｉＯ２／Ｌ）、及びＮａＨＣＯ３を２００ｍｇ／Ｌ（Ｍアルカリ度：２００ｍｇ−ＣａＣＯ３／Ｌ）となるように純水に溶解して試験液を調製した。この試験液に表１に示すスケール防止剤を５０ｍｇ／Ｌ添加し（ただし、比較例７ではスケール防止剤を添加せず）、ｐＨを９．０に調整して試験に供した。
【００２７】
図１はスケール付着試験に用いた装置の概略構成を示す系統図である。１はステンレス製の伝熱チューブであり、ヒーター２による加熱で９０℃に制御されている。この伝熱チューブの外側に循環水槽３からの試験液を循環ポンプ４により、電磁弁５を介して流速０．５ｍ／秒で循環させた。６は冷却コイルであり、循環水槽３内の水は水温３０℃に冷却される。この循環水槽３の滞留時間は２４時間である。また、この循環水槽３には補給水槽７から補給水ポンプ８により補給水が供給される。
【００２８】
通水を４８時間行った後、伝熱チューブ１を取り出して乾燥し、付着物（スケール）を採取し、その重量を測定し、結果を表１に示した。この付着物量が少ない程、スケール防止効果に優れる。
【００２９】
また、各例で用いたスケール防止剤を超純水中に５ｐｐｍ添加し、そのＣＯＤＭｎ値をＪＩＳ  Ｋ  ０１０２１７に従って分析し、その結果を表１に示した。このＣＯＤＭｎ値が低い程、水系に対する汚染性が低く、スライム障害を起こしにくい。
【００３０】
【表１】
2005230617.tif 000004
【００３１】
表１より、本発明に係る鎖状水溶性ポリエステル化合物及びジエステル（エチレングリコール）は、スケール防止効果においてポリアクリル酸などの従来のスケール防止剤よりも優れる。また、γ−ブチロラクトンとスケール防止効果においてほぼ同等であるが、ＣＯＤＭｎ、ＢＯＤ値において優れていることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、冷却水系、ボイラ水系、地熱発電所等の各種水系のシリカ系スケールの防止に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例１〜４及び比較例１〜７で用いたスケール付着試験装置の概略構成を示す系統図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  伝熱チューブ
２  ヒーター
３  循環水槽
４  循環ポンプ
５  電磁弁
６  冷却コイル
７  補給水槽
８  補給水ポンプ
【図１】
2005230617.tif 000006